Ocean "Momentaufnahme" mit Schallwellen

Die obersten weiten des Ozeans in bahnbrechenden mit hohem Detailgrad mit akustischen Techniken schnell gescannt werden konnten, sagen Forscher. Die Methode ähnelt dem eingesetzt, um den Tiefen der Erde zu erforschen.

Seit mehr als einem Jahrhundert haben Geologen Schallwellen verwendet, um Erdinnern, untersuchen, analysieren, wie diese Wellen aus verschiedenen Gesteinsschichten reflektieren. Vor kurzem hat solche seismischen Bildgebung häufig von Ozeanographen verwendet werden. Sie verwenden die Technik, feinskaligen Ozean Strukturen zu analysieren – dünne Schichten des Wassers nur 3 Fuß (1 Meter) oder so dick, dass unterscheiden sich in Temperatur und Salzgehalt (Salzgehalt). Diese Schichten können pop-up in Strömungen, Wirbel und die Grenzen zwischen den Strömungen oder Massen von Wasser.

Bisher konzentrierte sich die meisten seismischen Bildgebung des Ozeans auf Tiefen von 500 Fuß (150 m). Und zwar deshalb, weil Strukturen weiter oben im Wasser Klang nur schwach widerspiegeln, und es gibt viele Lärmquellen in geringer Tiefe, die Analysen, z. B. Schifffahrt Schiffe oder das Brechen der Wellen verwirren können. Dennoch erwartet viele wertvolle Erkenntnisse über das Wasser des Ozeans, die meisten menschlichen Aktivität am nächsten potenziell Wissenschaftler, die seismisch Flachwasser vorstellen könnte.

Jetzt marine Geophysiker Helen Piété an der Universität von Brest in Frankreich und ihre Kollegen haben entwickelte eine Methode, den oberen Ozean in einer Tiefe von 30 bis 500 Fuß (10 bis 150 m) zu scannen. [Infografik: höchste Berg zu tiefsten Ozeangraben]

"Diese Ergebnisse sind sehr spannend, nicht nur weil sie der ersten tatsächlichen imaging von flachen ozeanographische Strukturen, sondern auch weil sie [sind die] Ergebnis der vielen Fehlversuchen" Piété sagte LiveScience.

Die Chancen zu schlagen

Ein entscheidender Faktor in das Forschungsteam Strategie zum Bild des oberen Ozeans ist eine leistungsstarke Sender der Schallenergie. Ein weiterer Grund ist ein Empfänger, der mehrere Kanäle des Klangs, abholen kann Störungen durch Umgebungsgeräusche zu überwinden helfen. Die Wissenschaftler auch dafür gesorgt abgestimmt die akustische Wellenlängen verwendeten sie die Dicke der Ozean-Funktionen, die sie untersucht.

Eine große Herausforderung für die Forscher war, dass viele der technischen Aspekte der Gerätekonstruktion widersprüchliche Anforderungen, die Forderung nach einer Reihe von Kompromissen, die Dinge funktionieren.

"Als wir an diesem Projekt begann, viele Leute sehr skeptisch, was unsere Chancen waren", sagte Piété.

Die Wissenschaftler testeten ihr System auf dem Kontinentalschelf vor westlichen Bretagne in Frankreich. Von April bis Oktober werden die oberen wärmeren Gewässern und den kälteren unteren Tiefen an dieser Stelle durch eine Schicht aus Wasser, bekannt als eine Sprungschicht getrennt.

"Es dauerte fast vier Jahre und vier wissenschaftlichen Kreuzfahrten zum Einrichten und testen Sie das Gerät, das wir für diese Studie verwendet," sagte Piété.

"Momentaufnahme des Meeres"

Die Forscher abgebildet erfolgreich die Thermokline 30-Fuß-dicken (10 m), die 100 Fuß (30 m) tief in diesen Gewässern sehr ausführlich über drei Tage im Juni letzten Jahres gebildet. Sie erreichten Auflösungen etwa 100-mal feiner als diejenigen mit aktuellen State-of-the-Art Techniken möglich.

"Wir beobachten konnte die Thermokline mit so viel Detail, dass wir sogar unterscheiden könnte, sehr kleine Störungen produziert von internen Wellen ausgelöst durch Wind und Gezeiten, dass niemand vor uns gesehen hat," sagte Piété. "Diese Wellen sind von besonderer strategischer Bedeutung, da sie die Verteilung der Nährstoffe in den Ozeanen zu steuern und somit einen direkten Einfluss auf die Biosphäre."

Normalerweise, um flach zu analysieren, feinskaligen Ozean Strukturen bereitstellen Forscher Sensoren, die im Wasser rauf und runter. Solche Messungen sind teuer und dauern Stunden, was bedeutet, dass sie relativ kurze Schwankungen nicht registrieren können. Dies in der Regel schränkt ihre Verwendung auf Flecken von Wasser weniger als 3.300 Fuß (1 km) breit, sagte Piété. Im Gegensatz dazu ermöglicht die neue Technik Forscher über Meilen von Wasser innerhalb einer Stunde zu scannen.

"Also nicht nur unsere Bilder detailliertere, sie stellen auch einen fast sofortigen Snapshot des Meeres, sind", erklärte Piété.

Viel Glück versuchen

In der Zukunft, sagte Piété hoffe sie und ihr Team zu verbessern Sie ihre Technik genug, den Salzgehalt und die Temperatur des Ozeans zu erkennen. Sie hoffen auch, weiter zu testen, wie stabil ihr System ist.

"Bisher hatten wir nur eine einzige Chance, erfolgreich unser Gerät testen. Teurere wissenschaftlichen Kreuzfahrten sind äußerst schwierig, heutzutage finanziert bekommen", sagte Piété. "Man könnte wohl sagen, dass dieser Versuch wir Glück hatten, und es ist gut möglich, dass gute Bedingungen auf See an die Machbarkeit dieser Messungen eine wichtige Rolle spielen können."

Piété und ihre Kollegen detailliert ihre Ergebnisse online-8.Mai im Journal of Geophysical Research: Ozeane.

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